Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Digital-Twin, dinspre CAD

22 Decembrie 2025



Pentru destul de multe domenii de activitate umană se pot imagina situații în care ne-ar fi utilă o „clonă digitală", o reprezentare 3D virtuală pentru obiectul/procesul/entitatea vizat(ă): o piesă de mașină/utilaj; un expresor de cafea; un automobil; o instalație industrială; o navă aeriană/acvatică; o clădire; o proteză biomedicală; ș.a.. Altfel spus, putem considera că Digital-Twin este o manifestare/exprimare tehnico-utilitară a digitalizării. Uneori este recomandare sau chiar necesitate imperioasă.



De la CAD/CAE/CAM la PLM
Încercăm o mică recapitulare a conceptelor din spatele acestui șir de abrevieri informatice:
• CAD – Computer-Aided Design (Proiectare Asistată de Calculator): se referă la asistența pe care informatica o poate acorda activităților de concepere/proiectare tehnică (definirea formelor și stabilirea dimensiunilor pentru obiecte/piese/ansambluri în conformitate cu obiectivele/scopurile urmărite/vizate);
• CAE – Computer-Aided Engineering (Inginerie Asistată de Calculator): cuprinde asistența acordată activităților de simulare, analizare și verificare pe criterii tehnico-inginerești privind funcționalitatea/conformitatea obiectelor/pieselor/ansamblurilor proiectate (fiind deci o activitate în avalul CAD-ului);
• CAM – Computer-Aided Manufacturing (Fabricație Asistată de Calculator): cuprinde asistența acordată activităților de simulare, pregătire și verificare a operațiunilor prin care se va fabrica obiectul/piesa proiectat(ă) (fiind deci activitatea care încheie ciclul de proiectare).
(Eventual revedeți articolul scris de mine pentru revista Market Watch din ianuarie 2021.)
Conceptul de CAD s-a ivit la puțin timp după apariția calculatoarelor (deci prin anii 1960), iar conceptele adiacente CAE și CAM s-au reliefat la doar câteva decenii după. Aceste trei acronime au ținut sub umbrelă acea parte a informaticii cam o jumătate de secol. Prin anii 1990, ca fază intermediară, s-a definit conceptul PDM (product data management), care integra cumva activitățile CAD și CAM. Iar în anii 2000 deja s-a instilat ambițioasa abreviere PLM (Product Life-cycle Management), care intenționa să cuprindă mai toată asistența informatică referitoare la devenirea unui produs, și chiar să înlocuiască șirul CAD/CAE/CAM/PDM. Însă, așa cum simplu observăm (și cum am mai scris-o în diverse articole de specialitate), conceptul „Life-cycle" sugerează mai mult, deși deocamdată se referă doar la partea de concepere a produselor (proiectare, inginerie, fabricație). Altfel spus, PLM-ul nu a vizat până acum acea parte din viața produsului cuprinzând exploatarea sa, iar conceptul Digital-Twin (revigorat în ultimii ani) chiar vizează în mod esențial partea de utilizare/folosire.

Reprezentare 3D
Dacă acceptăm cu indulgență extinderea conceptului-temă, am putea spune că până și datele colectate în aplicația ERP constituie un Digital-Twin de natură economico-financiară a organizației, fie ea întreprindere comercială sau instituție publică. Însă (trebuie să acceptăm!) esența ideii este cea de reprezentare vizuală, de modelare tridimensională a entității vizate. Un exemplu semnificativ: o hartă digitală într-o aplicație GIS este o reprezentare 2D (bidimensională), și doar cu oarece îngăduință am putea-o considera ca fiind un Digital-Twin tematic (o reprezentare utilă a terenului/orașului/rutei), pe când o aplicație de genul Google Earth – fiind o modelare 3D – am asimila-o mai ușor conceptului.
Cu rezerva că ne referim totuși la un concept destul de încăpător, am putea nota câteva aspecte generice ale reprezentării Digital-Twin: • faptul că este o aparență, o schiță filară, o suprafață (adică de obicei fără consistență materială, fără substanțialiate); • nivelul de detalii depinde de aplicația propriu-zisă (mergând de la reprezentarea schematică la cea cu rezoluție înaltă a detaliilor); • deseori folosește o simbologie cvasi-tehnică (culorile, grosimile de linii/muchii nu corespund neapărat realității, ci unor convenții subordonate utilității); • se pretează la mixarea/maparea/referențierea spațială cu reprezentări/imagini ale realității (prin corelare spațială controlabilă).
Chestiunea detalierii, pentru situațiile/aplicările care nu folosesc reprezentări schematice/filare (circuite/scheme electrice, instalații utilitare), ni se arată având și o anumită dialectică:
➜ cu cât nivelul de detalii al reprezentării digitale este mai mare, cu atât utilizatorul/beneficiarul are la dispoziție mai multe aspecte de angrenat/analizat/folosit;
➜ cu cât nivelul de detalii al reprezentării digitale este mai mare, cu atât crearea, stocarea și exploatarea modelului digital sunt mai dificile (relativ la capabilitățile dispozitivului de stocare (HDD sau SSD), ale memoriei interne (RAM), ale procesorului (CPU), ale adaptorului grafic (GPU)).
De multe ori, reprezentarea Digital-Twin rezultă din activitatea CAD, fiind uzual un fișier cu informație grafică vectorială exportat din software-ul de proiectare, dar adus într-un context (sistem/aplicație) care știe să importe/citească și să gestioneze acel conținut de grafică 3D. Uneori putem spera ca transbordarea graficii să fie însoțită și de alte informații folositoare…



Inclusiv proprietăți și comportamente
În anumite contexte de exploatare, acea reprezentare 3D se poate dovedi săracă/insuficientă dacă nu are asociate și caracteristici dincolo de cele vizuale. Da, uneori ne-ar fi util să știm că obiectele/entitățile reprezentate au masă/greutate; că suprafețele au o anumită duritate/elasticitate și eventual o anumită rugozitate/finețe; că obiectul se poate deplasa (fiind sau nu destinat deplasării) sau că anumite componente se pot mișca (deplasa/roti); ș.a.m.d..
De exemplu (și fiind un exemplu „importat" din zona CAE, menționată mai devreme) folosirea unui Digital-Twin poate implica comportamentul de mobilitate, presupunând cinematica (tipurile și traseele de mișcare; gradele de libertate ale componentelor; conexiunile/legăturile componentelor) și dinamica (solicitările, forțele, reacțiunile, inerțiile; și eventual deformările).
Dar modelul digital poate fi folosit și în alte situații decât cele mecanice (amintite aici), angrenând deci (și) alte proprietăți speciale: electro-statice, electro-magnetice, termice, optice, acustice, etc. (Pentru astfel de exemple vedeți eventual ebook-ul gratuit „Informatică și tehnologii conexe", scris de mine și publicat recent.)

Cui prodest? La ce bun?
Recapitulăm: Digital-Twin derivă din CAD (deși astăzi descendența nu-i chiar obligatorie) și extinde hotărât conceptul PLM înspre exploatare. Poate fi folosit într-o mulțime imensă de situații (în contexte industriale, de inginerie, de logistică, de cercetare, de divertisment, ș.a.) și probabil că va fi tot mai folosit, indiferent că se va numi așa, sau realitate-augmentată, sau realitate mixată, sau altfel. (Vedeți eventual articolul meu din Market Watch / iunie 2020.)
Iar spre final creionăm un pic situațiile generice de aplicabilitate:
• concepere/proiectare în context cvasi-real: crearea de forme; stabilirea de gabarite și dimensiuni; definirea de îmbinări/conexiuni/adiacențe; devize de materiale necesare; etc;
• analiză/studiere și ajustare/validare de concepte: prin simulări și analize specifice (mecanice: de rezistență la solicitări, cinematice, dinamice; cu solicitări specifice, separate sau cuplate/compuse: termice, electrice; etc); sau urmărire de comportamente specifice/complexe (precum în medicină);
• asistență pentru organizarea producției (automatizare linii de fabricație/procesare; robotizare; ergonomie; optimizare/eficiență);
• asistență pentru organizare fluxuri/logistică (definire/optimizare trasee/facilități spațio-temporale; depozite, aeroporturi, etc);
• asistență pentru montare/demontare de ansambluri (instalare și punere în funcțiune echipamente, instalații, utilaje, etc).
• asistență pentru activitatea de mentenanță de aparate, echipamente, instalații, utilaje (pentru revizii periodice, pentru intervenții de reparații, pentru modernizări, etc).
• asistență efectivă pentru exploatare (informare utilizator; activare/dezactivare funcții; accesare și controlare utilități; monitorizare stare de funcționare; etc.)
Concluzionăm succint: am vorbit astăzi despre un concept generic (destul de vag) și integrator, un concept care în viitor se va strecura tot mai discret în viața noastră, fie ea profesională sau privată.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite